Come verificare la legge isobara dei gas

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Introduzione

La prima legge di Gay-Lussac, nota all'estero come legge di Charles e chiamata anche legge di Volta Gay-Lussac, afferma che in una trasformazione isobara, ovvero in condizioni di pressione costante, il volume di un gas ideale è direttamente proporzionale alla temperatura. La legge prende in lingua italiana il nome dal chimico-fisico francese Joseph Louis Gay-Lussac, che la formulò nel 1802. Il nome di legge di Charles deriva invece da Charles che scoprì la legge una quindicina d'anni prima, senza tuttavia pubblicare i risultati delle sue ricerche. Nel 1791 il fisico italiano Alessandro Volta compì analoghe ricerche sulla dilatazione dei gas anticipando nuovamente i risultati di Gay-Lussac. Per questo la legge sull'espansione dei gas ideali è anche detta legge di Volta Gay-Lussac. La prima legge di Gay Lussac è sperimentalmente verificata per pressioni non troppo elevate e per temperature non troppo prossime a quella di liquefazione del gas, ovvero quando il gas si comporta come un gas ideale. In tal senso, essa è una "legge limite", essendo vera solo per condizioni che si avvicinano alla condizione (limite) di gas ideale (al quale si avvicinano tutti i gas per pressioni molto basse e temperature molto alte). Nei passi della guida a seguire sarà illustarto come verificare la legge Isobara dei gas.

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Nella prima fase dell'esperimento, metti l'apposito apparecchio di Gay-Lussac in un becker della capienza di 800 ml, dopo aver versato in esso dell'acqua fredda e del ghiaccio, bada bene che il palloncino sia letteralmente intinto. Fai riposare per qualche minuto e rileva il volume in millilitri del palloncino stesso. Ne risulterà una pressione costante, causata dalla struttura dell'apparecchio utilizzato.

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A questo punto, dopo aver accuratamente lasciato aperta la valvola, da un tubo laterale, per mezzo di un piccolo imbuto inserisci pian piano all'interno dell'apparecchio un liquido piuttosto denso, sino a raggiungere lo zero. Chiudi la valvola ed intingi il termometro, rilevandone poi con precisione la temperatura che dovrai in seguito registrare, notando appunto un leggero aumento del volume.

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Giunti a questa fase, riscalda sia l'acqua che l'aria all'interno del palloncino e scuoti in modo da ottenere una certa compattezza. A distanza di qualche minuto, rileva gli aumenti di volume, annotandoli sempre sulla tabella. Ad ogni valore rilevato, addiziona l'incremento di volume al volume contenuto all'interno del palloncino. Al termine di tutto, spegni la piastra riscaldante e segna i valori rilevati in un piano cartesiano.

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